Omezovače otáček: Jak fungují různá provedení?

Základní funkci omezovače otáček všichni známe, ale víme, jak fungují po stránce techniky? Kromě toho vám zároveň prozradíme, co se stane, když omezovač otáček nestihne zakročit včas.

Pedál plynu je vražený do podlahy a řidič za volantem si užívá stupňující se řev a rostoucí výkon, když motor s ručičkou v červeném poli otáčkoměru náhle zaštěká. Řidič je okamžitě nucen sundat nohu z plynu, nebo musí přeřadit další rychlostní stupeň, s nímž si neodpustitelnou slast užije znovu. Ono pomyslné „zaštěkání“, jak se mezi automobilovými nadšenci popisuje zvukový projev zákroku systému řízení motoru, byl omezovač otáček, který se snaží ochránit mechanické části motoru před jejich zničením.

Omezovač otáček je technologie používaná v ovládání spalovacích motorů už několik desetiletí a jejím úkolem je omezit jejich maximální otáčky na únosnou mez. Naprostá většina motorů má hranici, při níž zakročuje omezovač otáček, nastavenou už od výrobce vozidla. Úpravci jsou si však vědomi staré poučky, že aby vzrostl výkon motoru, musí vzrůst jeho otáčky. To platí nejvíce u běžných atmosférických jednotek. Hodnota otáček, při nichž omezovač zasáhne, se tedy dá snadno posouvat úpravou softwaru řídicí jednotky. Zapomeňme však na tuningové hrátky a pojďme se podívat na způsoby, jakými omezovače otáček fungují.

Omezovače otáček pracují s hlavními komponenty potřebnými pro úspěšný spalovací proces. U starých vznětových jednotek se nejčastěji používaly mechanické regulátory palivových čerpadel, které zasahují v okamžiku, kdy čerpadlo dosáhne příliš vysokých otáček, jež jsou závislé na otáčkách samotného motoru. Modernější elektronicky řízené diesely, například s palivovým systémem Common Rail s elektromagnetickými nebo piezoelektrickými tryskami, pak povelem od řídící jednotky motoru vypnou vstřikovače paliva. Tím dojde k zamezení dalšímu růstu jeho otáček. Vzhledem k jednoduché konstrukci vznětových motorů je zřejmé, že neexistuje jiný způsob omezení otáček, než odpojení přívodu motorové nafty.

Motory fungující na principu zážehu stlačené nasáté směsi (benzínové motory) už nabízejí více možností, jak omezit rostoucí otáčky. Podobně jako u vznětových motorů, i u většiny produkčních vozů se zážehovým motorem se používá metoda odpojení přívodu paliva, což má důležité opodstatnění. Takové řešení totiž neopotřebovává výfukové potrubí a turbodmychadlo (pokud je ve voze namontováno). Nasátý vzduch není smísený s benzínem, takže zapalovací svíčky zažehnou naprázdno a ve válcích nedojde k expanzi hořících plynů.

Další možnou metodou, s níž se můžeme setkat hlavně u závodních motorů, je odpojení zapalovacích svíček. V produkčních vozidlech je tento způsob méně používaný, protože je do motoru stále vstřikováno palivo, které opustí motor v nespálené formě, načež následně detonuje ve výfuku vlivem jeho vysoké teploty. U motorů přeplňovaných turbodmychadlem většinou dochází k nežádoucí detonaci v rozpálené turbínové (výfukové) komoře. Turbína je v takovou chvíli zatížena extrémním nárůstem tlaku a teploty, což nejen zrychlí turbodmychadlo, ale zároveň to sníží jeho životnost. Nežádoucí vysoká teplota ve výfuku může vést i k poškození katalyzátoru.

Rozdělení omezovačů otáček je závislé i na způsobu, jakým zasahují. Tvrdé omezovače otáček mají za úkol úplně odpojit přívod paliva nebo zažehnutí nasáté směsi, což vede ke skokovému snížení rychlosti motoru. Naopak, měkké omezovače otáček, jež se častěji používají u motorů s variabilním časováním, odpojí nebo regulují přívod paliva jen částečně a upraví časování ventilů tak, aby motor plynule zpomalil do přijatelných otáček.

Ačkoliv jsou systémy omezující otáčky motorů pečlivě vyvinuté, stále může nastat situace, kdy řidič ohrozí motor svým zacházením. V některých vozidlech s manuální převodovkou totiž stále není elektronikou zamezeno nechtěnému podřazení na nízký rychlostní stupeň při vysoké rychlosti jízdy (například když řidič při jízdě rychlostí 120 km/h omylem podřadí z šestky na dvojku). Zamezeno není ani následnému skokovému překročení nejvyšších konstrukčních otáček. Pak už jen záleží jen na nastavení převodů, zda se otáčky budou vejít pod hranici maximálních přípustných otáček motoru, nebo je přetočí.

Přetočení motoru, dosažení vyšších než maximálních konstrukčně přípustných otáček, vede k okamžité fatální destrukci, protože jeho komponenty nejsou navržené pro takto náročné zatížení. Nejčastěji se přetočení projeví na vratných pružinách ventilů, které nemusí stihnout zavřít ventil, který se následně srazí s pístem. Lehký náraz má za následek ohnutí ventilu, jeho nedosedání do ventilového sedla a ztrátu komprese příslušného válce. Silný náraz pak způsobí totální destrukci ventilu, pístu, vložky válce a dokonce i hlavy motoru.

Druhým nejčastějším typem destrukce motoru při překročení otáček je selhání ojnice spojující klikovou hřídel s pístem. Kromě poškození ojničního ložiska nebo pístního čepu se může doslova přetrhnout samotný dřík ojnice (část spojující oka ojnice), jehož poškozená část vychýlená z běžné dráhy a prorazí blok motoru. Utržený píst následně dokoná dílo zkázy. Následkem obou výše uvedených popsaných příkladů destrukce je nákladná celková oprava motoru.

Zákaz dieselů je jen byznys. Dieselgate jako důkaz

Mnoho lidí pobouřil nedávný zákaz dieselů v Německých městech. Proto jsem se podíval na toto téma poněkud do hloubky a zapřemýšlel nad tím, kde tato problematika vznikla.

Číst celé

Alfa Romeo Tipo 33 Stradale byla nejkrásnějším supersportem své doby

Asi přesně nevím jak správně by měl tento magazínový příspěvek začít. Nevím, jak se má správně psát úvod k takové automobilové modle, jakou 33 Stradale bezesporu je. Asi jen slovo „ohromující“ může dobře popsat ty jemné a nádherné linie. Elegantní složitostí své techniky mě pak přivádí k dalšímu slovu – „dokonalost“.

Číst celé

Aston Martin Ulster: Zvítězit v neděli, prodat v pondělí

Předválečný závoďák, který vznikl jako oslava vítězství továrního týmu v náročném závodě.

Číst celé

De Tomaso Vallelunga: Proč šikovná koncepce neuspěla?

První italské auto s motorem uprostřed utrpělo kvůli podvozku, který jej dělal těžko použitelným.

Číst celé

Zastřel a ujeď 3/3: Devadesátky přinesly nový druh gangsterů

Moderní doba přináší nejen nový druh gangsterů, ale i nové typy aut. Luxusní limuzíny se těší ještě větší oblibě, protože kromě komfortu nabízí i vzrušující výkony.

Číst celé

Bizzarrini 5300 GT: Ital se srdcem z Corvetty

Dohodnout se s Enzem Ferrarim nebylo jednoduché. Po neshodách mu byl konkurencí nejen Ferruccio Lamborghini, ale i jeho bývalý inženýr Giotto Bizzarrini.

Číst celé